JP3919198B2 - Television and computer equipped with electro-optical device - Google Patents

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Description

本発明は、アクティブ型電気光学装置、特にアクティブ型液晶電気光学装置に関するもので、明確な階調のレベルを設定できるようにしたものである。   The present invention relates to an active electro-optical device, and more particularly to an active liquid crystal electro-optical device, in which a clear gradation level can be set.

液晶組成物はその物質特性から、分子軸に対して水平方向と垂直方向の誘電率が異なるため、外部の電界に対して水平方向に配列したり、垂直方向に配列したりさせることが容易にできる。液晶電気光学装置はこの誘電率の異方性を利用して、光の透過光量または分散量を制御することで、ON/OFFの表示を行っている。   The liquid crystal composition has different dielectric constants in the horizontal and vertical directions with respect to the molecular axis due to its material properties, so it can be easily aligned horizontally or vertically with respect to an external electric field. it can. The liquid crystal electro-optical device performs ON / OFF display by controlling the amount of transmitted light or the amount of dispersion using the anisotropy of the dielectric constant.

図2にネマチック液晶の電気光学特性を示す。印加電圧が小さいVa(A点)のときには、透過光量がほぼ0%、Vb(B点)の場合には20%ほど、Vc(C点)の場合には70%ほど、Vd(D点)の場合には100%ほどになる。つまり、A、D点のみを利用すれば、白黒の2階調表示が、B、C点のように電気光学特性の立ち上がりの部分を利用すれば、中間階調表示が可能となる。   FIG. 2 shows the electro-optical characteristics of the nematic liquid crystal. When the applied voltage is small Va (point A), the amount of transmitted light is almost 0%, in the case of Vb (point B), about 20%, in the case of Vc (point C), about 70%, Vd (point D). In this case, it becomes about 100%. In other words, if only the points A and D are used, black and white two-tone display can be performed, and if the rising portion of the electro-optical characteristics such as points B and C is used, intermediate gray-scale display can be performed.

従来、TFTを利用した液晶電気光学装置の階調表示の場合、TFTのゲート印加電圧もしくはソース・ドレイン間の印加電圧を変化させてアナログ的に電圧を調整し、階調表示をおこなっていた。   Conventionally, in the case of gradation display of a liquid crystal electro-optical device using a TFT, gradation display is performed by adjusting the voltage in an analog manner by changing the gate application voltage or the source-drain application voltage of the TFT.

TFTを利用した液晶電気光学装置の諧調表示の方法に関して、説明をくわえる。従来液晶電気光学装置にもちいられる、Nチャネル型薄膜トランジスタは、図3に示すような電圧電流特性をもっている。図3に示した電圧電流特性はアモルファスシリコンを用いたNチャネル型薄膜トランジスタの特性と、ポリシリコンを用いたNチャネル型薄膜トランジスタの特性である。   A description will be given of a gradation display method of a liquid crystal electro-optical device using TFT. An N-channel thin film transistor used in a conventional liquid crystal electro-optical device has voltage-current characteristics as shown in FIG. The voltage-current characteristics shown in FIG. 3 are the characteristics of an N-channel thin film transistor using amorphous silicon and the characteristics of an N-channel thin film transistor using polysilicon.

ゲート電極に加える電圧をアナログ的に制御することで、ドレイン電流を制御することが出来、液晶に加わる電界の大きさを変化させることができる。これによって、階調表示が可能になっている。   By controlling the voltage applied to the gate electrode in an analog manner, the drain current can be controlled, and the magnitude of the electric field applied to the liquid crystal can be changed. As a result, gradation display is possible.

しかしながら、例えば640×400ドットの画素数を有する液晶電気光学装置を想定したばあい、合計256,000個のTFTすべての特性をばらつき無く作製することは、非常に困難を有し、現実的には量産性、歩留りを考慮すると、16階調表示が限界と考えられている。   However, for example, when a liquid crystal electro-optical device having a pixel number of 640 × 400 dots is assumed, it is very difficult to realistically manufacture all the characteristics of a total of 256,000 TFTs. In view of mass productivity and yield, 16 gradation display is considered the limit.

また、ゲート電圧を一定の値に設定し、ON/OFFのみを制御し、ソースドレイン電圧を制御することで、階調表示を行う方法も考えられているが、やはり特性の不安定性から16階調程度が限度と考えられている。アナログ的な階調表示制御は、TFTの特性に大きく左右され、明快な表示は困難を要する。   In addition, a method of performing gradation display by setting the gate voltage to a constant value, controlling only ON / OFF, and controlling the source / drain voltage is also considered. The key is considered the limit. Analog gradation display control is greatly affected by TFT characteristics, and clear display requires difficulty.

また別の方法として、複数フレームを使った階調表示の方法が提案されている。これは、図12に示す様に、例えば10フレームを用いて階調表示を行う場合、画素Aは10フレーム中2フレームを透過、残り8フレームを非透過にすることで平均的には20%の透過と表示できる。また画素Bでは同様に70%、画素Cでは同様に50%の透過と表示できる。   As another method, a gradation display method using a plurality of frames has been proposed. As shown in FIG. 12, for example, when gradation display is performed using 10 frames, the pixel A is 20% on average by transmitting 2 frames out of 10 frames and making the remaining 8 frames non-transparent. Can be displayed as transparent. Similarly, the pixel B can be displayed as 70% transmission, and the pixel C can be displayed as 50% transmission.

しかしながら、この様な表示を行った場合、実質上フレーム数の低下に繋がるために、フリッカーの発生等と表示傷害が起きていた。これを解決するために、フレーム周波数の増加等が考案されているが、駆動周波数の増加に伴う消費電力の増加、またはICの高速化が困難であるので限界がある技術であった。   However, when such a display is performed, the number of frames is substantially reduced, and therefore, flickering and display damage have occurred. In order to solve this, an increase in the frame frequency or the like has been devised, but this is a technology that has limitations because it is difficult to increase the power consumption accompanying the increase in the drive frequency or to increase the speed of the IC.

そこで、印加電圧レベルを明確にするために、アナログ値では無く、一定の周期で繰り返される基準電圧値を信号としてコントローラー側から入力し、その基準信号をTFTに接続するタイミングをデジタル値で制御することによって、TFTに印加される電圧を制御することで、TFTの特性ばらつきをカバーする方法を本発明ではとっている事を特徴としている。   Therefore, in order to clarify the applied voltage level, a reference voltage value that is repeated not at an analog value but at a constant period is input as a signal from the controller side, and the timing at which the reference signal is connected to the TFT is controlled by a digital value. Accordingly, the present invention is characterized in that a method of covering the characteristic variation of the TFT is taken by controlling the voltage applied to the TFT.

つまり、1画面を書き込む時間Fと1画素に書き込む時間tで関係される表示タイミングを有する表示駆動方式を用いた電気光学装置の階調表示を、任意の画素駆動選択に用いられる信号線の一方に前記時間tを周期とする電圧変化を有する基準信号と他の信号線に前記時間t内の任意のタイミングで選択信号を印加し、液晶に加わる電圧を決定し、実際に画素に対し電圧を印加することにより前記時間Fを変化させることなしに階調を表示可能にした事を特徴としている。またさらに加えれば、このタイミングをデーターの転送に頼るものでは無く、液晶電気光学装置に搭載するドライバーIC自体に高速のクロックを加え、信号加工部分で処理するために、従来のCMOSのデーター転送速度の限界であった数十MHzに制限されない高速の制御が可能になる事を特徴としている。   That is, one of the signal lines used for arbitrary pixel drive selection for gradation display of an electro-optical device using a display drive method having a display timing related to the time F for writing one screen and the time t for writing to one pixel. A selection signal is applied to a reference signal having a voltage change with the period of time t and another signal line at an arbitrary timing within the time t, a voltage applied to the liquid crystal is determined, and the voltage is actually applied to the pixel. It is characterized in that gradation can be displayed without changing the time F by applying. In addition, this timing does not depend on the data transfer, but a high-speed clock is added to the driver IC itself mounted on the liquid crystal electro-optical device, and processing is performed in the signal processing portion, so that the data transfer speed of the conventional CMOS is achieved. It is characterized by enabling high-speed control that is not limited to several tens of MHz, which was the limit of the above.

図1に本発明による電気光学装置の駆動波形を具体的に示す。図4に示した2×2のマトリクスに本駆動波形を入れた例として示す。前記基準信号波形としてここでは、正弦波の半波を用いている。走査線方向にあたるVDD1 303、VDD2 304に正弦波309、310を印加し、情報線方向にあたるVGG1 301、VGG2 302に2極性(以下『バイポーラ』とする)信号を加える。デジタル値で制御する部分は、このバイポーラ信号を加えるタイミングを行なう。つまり、309、310に示すような電圧変化している信号を選ぶタイミングを変化させることで、A点に蓄積される電荷量および電位が決定され、さらに対向電極の電位313を任意にとることで画素および液晶にかかる電界の大きさが決定されるものである。 FIG. 1 specifically shows a driving waveform of the electro-optical device according to the present invention. This is shown as an example in which this drive waveform is put in the 2 × 2 matrix shown in FIG. Here, a half wave of a sine wave is used as the reference signal waveform. Sine waves 309 and 310 are applied to V DD1 303 and V DD2 304 corresponding to the scanning line direction, and two-polarity (hereinafter referred to as “bipolar”) signals are applied to V GG1 301 and V GG2 302 corresponding to the information line direction. The part controlled by the digital value performs the timing of applying this bipolar signal. In other words, by changing the timing for selecting a signal whose voltage is changed as shown in 309 and 310, the amount of charge and the potential accumulated at the point A are determined, and the potential 313 of the counter electrode is arbitrarily taken. The magnitude of the electric field applied to the pixel and the liquid crystal is determined.

バイポーラ信号を加えるタイミングは、情報信号の転送速度によって決定されるものでは無く、本発明による構成では液晶電気光学装置に直接接続されるドライバーICに入力される基本クロックによって制限される。つまり、640×400ドットの液晶電気光学装置を考えた場合、駆動周波数はCMOSの限界から20MHz程度であり、この数値を使用して階調表示数を計算するには、駆動周波数は走査線数とフレーム数とバイポーラパルスと階調表示数の積でしめされることより、20MHzを(400×60×2)で割ればよいので、従って、階調表示数は416階調まで表示可能となる。表示画面の2分割化により832階調まで可能なことは言うまでもない。以下に実施例をしるし、さらに詳細な説明を加える。   The timing at which the bipolar signal is applied is not determined by the transfer speed of the information signal, and in the configuration according to the present invention, it is limited by the basic clock input to the driver IC directly connected to the liquid crystal electro-optical device. That is, when a liquid crystal electro-optical device with 640 × 400 dots is considered, the drive frequency is about 20 MHz from the limit of CMOS. To calculate the number of gradation display using this value, the drive frequency is the number of scanning lines. And the product of the number of frames, the bipolar pulse, and the gradation display number, it is sufficient to divide 20 MHz by (400 × 60 × 2). Therefore, the gradation display number can be displayed up to 416 gradations. . It goes without saying that up to 832 gradations are possible by dividing the display screen into two. Examples will be described below, and further detailed description will be added.

本発明では、従来のアナログ方式の階調表示に対し、デジタル方式の階調表示を行うことを特徴としている。その効果として、例えば640×400ドットの画素数を有する液晶電気光学装置を想定したばあい、合計256,000個のTFTすべての特性をばらつき無く作製することは、非常に困難を有し、現実的には量産性、歩留りを考慮すると、16階調表示が限界と考えられているのに対し印加電圧レベルを明確にするために、アナログ値では無く、基準電圧値を信号としてコントローラー側から入力し、その基準信号をTFTに接続するタイミングをデジタル値で制御することによって、TFTに印加される電圧を制御することで、TFTの特性ばらつきをカバーする方法を本発明ではとっている事を特徴としていることから、明快なデジタル階調表示が可能になっていることにある。   The present invention is characterized in that digital gradation display is performed in contrast to the conventional analog gradation display. As an effect, for example, when a liquid crystal electro-optical device having a pixel number of 640 × 400 dots is assumed, it is very difficult to produce the characteristics of all the 256,000 TFTs without variation. In view of mass productivity and yield, the 16-grayscale display is considered to be the limit, but in order to clarify the applied voltage level, the reference voltage value is input as a signal instead of the analog value from the controller side. In addition, the present invention adopts a method for covering the characteristic variation of the TFT by controlling the voltage applied to the TFT by controlling the timing of connecting the reference signal to the TFT with a digital value. Therefore, clear digital gradation display is possible.

また、駆動周波数を2種類とることによって、画面書換えのフレーム数を変化させることなく、明快なデジタル階調表示が可能になっていることにある。フレーム数の低下に伴うフリッカーの発生等が回避できるものである。   In addition, by using two types of drive frequencies, clear digital gradation display is possible without changing the number of frames for screen rewriting. The occurrence of flicker associated with a decrease in the number of frames can be avoided.

例えば640×400ドットの256,000組のTFTを300mm角に作成した液晶電気光学装置に対し通常のアナログ的な階調表示を行った場合、TFTの特性ばらつきが約±10%存在するために、16階調表示が限界であった。しかしながら、本発明によるデジタル階調表示をおこなった場合、TFT素子の特性ばらつきの影響を受けにくいために、256階調表示まで可能になりカラー表示ではなんと16,777,216色の多彩であり微妙な色彩の表示が実現できている。テレビ映像の様なソフトを映す場合、例えば同一色からなる『岩』でもその微細な窪み等から微妙に色合いが異なる。自然の色彩に近い表示を行おうとした場合、16階調では困難を要する。本発明による階調表示によって、これらの微細な色調の変化を付けることが可能になった。   For example, when a normal analog gradation display is performed on a liquid crystal electro-optical device in which 256,000 TFTs of 640 × 400 dots are formed in a 300 mm square, there is about ± 10% variation in TFT characteristics. 16 gradation display was the limit. However, when digital gradation display according to the present invention is performed, it is difficult to be affected by variations in characteristics of TFT elements, and therefore, it is possible to display up to 256 gradations, and in color display, there are a wide variety of 16,777,216 colors. Display of various colors. When projecting software such as television images, for example, even the “rock” of the same color has a slightly different hue due to its fine depressions. When a display close to natural colors is to be displayed, difficulty is required with 16 gradations. The gradation display according to the present invention makes it possible to add these minute color tone changes.

本実施例では図5に示すような回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテレビを作製したので、その説明を行う。またその際のTFTは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとした。   In this embodiment, a wall-mounted television is manufactured using a liquid crystal display device having a circuit configuration as shown in FIG. The TFT at that time was polycrystalline silicon using laser annealing.

この回路構成に対応する実際の電極等の配置構成を図6に示している。これらは説明を簡単にする為2×2(またはそれ以下)に相当する部分のみ記載されている。また、実際の駆動信号波形を図1に示す。これも説明を簡単にする為に2×2のマトリクス構成とした場合の信号波形で説明を行う。   An arrangement configuration of actual electrodes and the like corresponding to this circuit configuration is shown in FIG. In order to simplify the explanation, only the portion corresponding to 2 × 2 (or less) is shown. The actual drive signal waveform is shown in FIG. In order to simplify the description, the description will be given with the signal waveform in the case of a 2 × 2 matrix configuration.

まず、本実施例で使用する液晶パネルの作製方法を図7及び図8を使用して説明する。図7(A)において、石英ガラス等の高価でない700℃以下、例えば約600℃の熱処理に耐え得るガラス50上にマグネトロンRF(高周波) スパッタ法を用いてブロッキング層51としての酸化珪素膜を1000〜3000Åの厚さに作製する。プロセス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度15℃、出力400〜800W、圧力0.5Paとした。タ−ゲットに石英または単結晶シリコンを用いた成膜速度は30〜100Å/分であった。   First, a method for manufacturing a liquid crystal panel used in this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 7A, a silicon oxide film as a blocking layer 51 is formed on a glass 50 that can withstand a heat treatment of less expensive 700 ° C. or less, such as about 600 ° C., such as quartz glass, using a magnetron RF (high frequency) sputtering method. Fabricate to a thickness of ~ 3000 mm. The process conditions were an oxygen 100% atmosphere, a film forming temperature of 15 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 Pa. The film formation rate using quartz or single crystal silicon for the target was 30 to 100 cm / min.

この上にシリコン膜をプラズマCVD法により珪素膜52を作製した。成膜温度は250℃〜350℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(SiH4)を用いた。モノシラン(SiH4)に限らず、ジシラン(Si2H6) またトリシラン(Si3H8) を用いてもよい。これらをPCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電力は0.02〜0.10W/cm2 が適当であり、本実施例では0.055W/cm2 を用いた。また、モノシラン(SiH4)の流量は20SCCMとし、その時の成膜速度は約120Å/ 分であった。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vth)に概略同一に制御するため、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に添加してもよい。またTFTのチャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズマCVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用いても良く、以下にその方法を簡単に述べる。 A silicon film 52 was formed on the silicon film by plasma CVD. The film formation temperature was 250 ° C. to 350 ° C., and in this example, 320 ° C., and monosilane (SiH 4 ) was used. Not only monosilane (SiH 4 ) but also disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) may be used. These were introduced into a PCVD apparatus at a pressure of 3 Pa, and a high frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film. At this time, 0.02 to 0.10 W / cm 2 is appropriate for the high-frequency power, and 0.055 W / cm 2 was used in this example. The flow rate of monosilane (SiH 4 ) was 20 SCCM, and the deposition rate at that time was about 120 liters / minute. Boron may be added during film formation at a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 using diborane in order to control the threshold voltage (Vth) of PTFT and NTFT to be approximately the same. . Further, not only this plasma CVD but also sputtering or low pressure CVD may be used for forming a silicon layer which becomes a channel region of the TFT, and the method will be briefly described below.

スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲットとして、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであった。 When the sputtering method is used, the back pressure before sputtering is set to 1 × 10 −5 Pa or less, the target is single crystal silicon, and the atmosphere is mixed with 20 to 80% hydrogen in argon. For example, 20% argon and 80% hydrogen. The film forming temperature was 150 ° C., the frequency was 13.56 MHz, the sputtering output was 400 to 800 W, and the pressure was 0.5 Pa.

減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも100〜200℃低い450〜550℃、例えば530℃でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) をCVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜300Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であった。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vth)に概略同一に制御するため、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に添加してもよい。 In the case of forming by a reduced pressure vapor phase method, disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) is supplied to a CVD apparatus at 450 to 550 ° C., for example, 530 ° C., which is 100 to 200 ° C. lower than the crystallization temperature. A film was formed. The pressure in the reactor was 30 to 300 Pa. The film formation rate was 50 to 250 cm / min. Boron may be added during film formation at a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 using diborane in order to control the threshold voltage (Vth) of PTFT and NTFT to be approximately the same. .

これらの方法によって形成された被膜は、酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。結晶化を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm-3以下、好ましくは1×1019cm-3以下とすることが望ましいが、少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなければならない。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022cm-3として比較すると1原子%であった。 The film formed by these methods preferably has oxygen of 5 × 10 21 cm −3 or less. In order to promote crystallization, it is desirable that the oxygen concentration be 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less. This concentration was selected because the current increases. If this oxygen concentration is high, crystallization is difficult and the laser annealing temperature must be increased or the laser annealing time must be increased. Hydrogen was 4 × 10 20 cm −3 , and compared with silicon 4 × 10 22 cm −3 , it was 1 atomic%.

また、ソ−ス、ドレインに対してより結晶化を助長させるため、酸素濃度を7×1019cm-3以下、好ましくは1×1019cm-3以下とし、ピクセル構成するTFTのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により5×1020〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。 Further, in order to further promote crystallization with respect to the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less, and the channel formation region of the TFT constituting the pixel is formed. In addition, oxygen may be added so as to be 5 × 10 20 to 5 × 10 21 cm −3 by ion implantation.

上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を500〜5000Å、本実施例では1000Åの厚さに成膜した。   By the above method, an amorphous silicon film was formed to a thickness of 500 to 5000 mm, in this example, 1000 mm.

その後、図7(B)に示すように、フォトレジスト53をマスクP1を用いてソース・ドレイン領域のみ開孔したパターンを形成した。その上に、プラズマCVD法によりn型の活性層となる珪素膜54を作製した。成膜温度は250℃〜350℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(SiH4)とモノシランベ ースのフォスフィン(PH3) 3%濃度のものを用いた。これらをPCVD装置内5Paの圧力でに導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電力は0.05〜0.20W/cm2 が適当であり、本実施例では0.120W/cm2 を用いた。 Thereafter, as shown in FIG. 7B, a pattern was formed in which only the source / drain regions were opened using the photoresist 53 using the mask P1. A silicon film 54 to be an n-type active layer was formed thereon by plasma CVD. The film forming temperature was 250 ° C. to 350 ° C., and in this embodiment, 320 ° C., and monosilane (SiH 4 ) and monosilane based phosphine (PH 3 ) having a concentration of 3% were used. These were introduced into the PCVD apparatus at a pressure of 5 Pa, and a high frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film. At this time, the high-frequency power is suitably 0.05~0.20W / cm 2, in this embodiment using 0.120W / cm 2.

この方法によって出来上がったn型シリコン層の比導電率は2×10-1〔Ωcm-1〕程度となった。膜厚は50Åとした。その後リフトオフ法を用いて、レジスト53を除去し、ソース・ドレイン領域55、56を形成した。 The specific conductivity of the n-type silicon layer obtained by this method was about 2 × 10 −1 [Ωcm −1 ]. The film thickness was 50 mm. Thereafter, using a lift-off method, the resist 53 was removed, and source / drain regions 55 and 56 were formed.

同様のプロセスを用いて、p型の活性層を形成した。その際の導入ガスは、モノシラン(SiH4)とモノシランベースのジボラン(B2H6)5%濃度のものを用いた。これらをPCVD装置内に4Paの圧力でに導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電力は0.05〜0.20W/cm2 が適当であり、本実施例では0.120W/cm2 を用いた。この方法によって出来上がったp型シリコン層の比導電率は5×10-2〔Ωcm-1〕程度となった。膜厚は50Åとした。その後N型領域と同様にリフトオフ法を用いて、ソース・ドレイン領域59、60を形成した。その後、マスクP3を用いて珪素膜52をエッチング除去し、Nチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域63とPチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域64を形成した。 A p-type active layer was formed using the same process. The introduced gas used here was monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based diborane (B 2 H 6 ) having a concentration of 5%. These were introduced into a PCVD apparatus at a pressure of 4 Pa, and a high frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film. At this time, the high-frequency power is suitably 0.05~0.20W / cm 2, in this embodiment using 0.120W / cm 2. The specific conductivity of the p-type silicon layer obtained by this method was about 5 × 10 −2 [Ωcm −1 ]. The film thickness was 50 mm. Thereafter, source / drain regions 59 and 60 were formed by using a lift-off method in the same manner as the N-type region. Thereafter, the silicon film 52 was removed by etching using the mask P3 to form an N-channel thin film transistor island region 63 and a P-channel thin film transistor island region 64.

その後XeClエキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン・チャネル領域をレーザーアニールすると同時に、活性層にレーザードーピングを行なった。この時のレーザーエネルギーは、閾値エネルギーが130mJ/cm2 で、膜厚全体が溶融するには220mJ/cm2 が必要となる。しかし、最初から220mJ/cm2 以上のエネルギーを照射すると、膜中に含まれる水素が急激に放出されるために、膜の破壊が起きる。そのために低エネルギーで最初に水素を追い出した後に溶融させる必要がある。本実施例では最初150mJ/cm2 で水素の追い出しを行なった後、230mJ/cm2 で結晶化をおこなった。 Thereafter, using a XeCl excimer laser, the source / drain / channel regions were laser-annealed, and at the same time, the active layer was laser-doped. The laser energy at this time has a threshold energy of 130 mJ / cm 2 , and 220 mJ / cm 2 is required to melt the entire film thickness. However, when energy of 220 mJ / cm 2 or more is irradiated from the beginning, hydrogen contained in the film is suddenly released, so that the film is broken. For this reason, it is necessary to melt after first expelling hydrogen with low energy. After performing the flush hydrogen in the first 150 mJ / cm 2 in the present embodiment was subjected to crystallization at 230 mJ / cm 2.

アニ−ルにより、珪素膜はアモルファス構造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈する。特にシリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の高い領域は特に結晶化をして結晶状態となろうとする。しかしこれらの領域間に存在する珪素により互いの結合がなされるため、珪素同志は互いにひっぱりあう。レ−ザラマン分光により測定すると単結晶の珪素のピ−ク522cm-1より低周波側にシフトしたピ−クが観察される。それの見掛け上の粒径は半値巾から計算すると、50〜500Åとなっているが、実際はこの結晶性の高い領域は多数あってクラスタ構造を有し、各クラスタ間は互いに珪素同志で結合(アンカリング) がされた構造の被膜を形成させることができた。 By annealing, the silicon film shifts from an amorphous structure to a highly ordered state, and a part thereof exhibits a crystalline state. In particular, a region having a relatively high order in a state after the film formation of silicon is particularly crystallized and tends to be in a crystalline state. However, since silicon is present between these regions, the silicon atoms pull each other. When measured by laser Raman spectroscopy, a peak shifted to a lower frequency side than the peak 522 cm −1 of single crystal silicon is observed. The apparent particle size is 50 to 500 mm when calculated from the full width at half maximum, but in reality, there are many regions with high crystallinity and a cluster structure, and the clusters are bonded to each other by silicon ( A film having an anchoring structure could be formed.

結果として、被膜は実質的にグレインバウンダリ(以下GBという)がないといってもよい状態を呈する。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた個所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるGBの明確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度となる。即ちホ−ル移動度(μh)=10〜200cm2 /VSec、電子移動度(μe )=15〜300cm2 /VSecが得られる。 As a result, the coating film exhibits a state that it may be said that there is substantially no grain boundary (hereinafter referred to as GB). Since the carriers can easily move between the clusters through the anchored portions, the carrier mobility is higher than that of polycrystalline silicon in which a so-called GB is clearly present. That is, hole mobility (μh) = 10 to 200 cm 2 / VSec and electron mobility (μe) = 15 to 300 cm 2 / VSec are obtained.

この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成した。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナトリウムイオンの固定化をさせてもよい。   On this, a silicon oxide film was formed as a gate insulating film to a thickness of 500 to 2000 mm, for example 1000 mm. This was performed under the same conditions as the production of the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix sodium ions.

この後、この上側にリンが1〜5×1021cm-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とその上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2 またはWSi2との多層膜を形成した。これを第4のフォトマスクP4にてパタ−ニングして図7(E)を得た。NTFT用のゲイト電極66、PTFT用のゲイト電極67を形成した。例えばチャネル長7μm、ゲイト電極としてリンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを0.3μmの厚さに形成した。 Thereafter, a silicon film in which phosphorus enters a concentration of 1 to 5 × 10 21 cm −3 on the upper side or a multilayer of this silicon film and molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or WSi 2 thereon. A film was formed. This was patterned with a fourth photomask P4 to obtain FIG. A gate electrode 66 for NTFT and a gate electrode 67 for PTFT were formed. For example, the channel length was 7 μm, the gate electrode was formed with a thickness of 0.2 μm of phosphorus-silicon, and molybdenum was formed thereon with a thickness of 0.3 μm.

また、ゲート電極材料としてアルミニウム(Al)を用いた場合、これを第4のフォトマスク69にてパタ−ニング後、その表面を陽極酸化することで、セルファライン工法が適用可能なため、ソース・ドレインのコンタクトホールをよりゲートに近い位置に形成することが出来るため、移動度、スレッシュホールド電圧の低減からさらにTFTの特性を上げることができる。   In addition, when aluminum (Al) is used as a gate electrode material, the surface is anodized after patterning with a fourth photomask 69, so that the self-line method can be applied. Since the drain contact hole can be formed at a position closer to the gate, the characteristics of the TFT can be further improved by reducing the mobility and the threshold voltage.

かくすると、400℃以上にすべての工程で温度を加えることがなくC/TFTを作ることができる。そのため、基板材料として、石英等の高価な基板を用いなくてもよく、本発明の大画面の液晶表示装置にきわめて適したプロセスであるといえる。   In this way, a C / TFT can be produced without applying temperature in all steps to 400 ° C. or higher. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as the substrate material, and it can be said that this process is extremely suitable for the large-screen liquid crystal display device of the present invention.

図8(A)において、層間絶縁物68を前記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行った。この酸化珪素膜の形成はLPCVD法、光CVD法、常圧CVD法を用いてもよい。例えば0.2〜0.6μmの厚さに形成し、その後、第5のフォトマスクP5を用いて電極用の窓79を形成した。その後、さらに、これら全体にアルミニウムを0.3μmの厚みにスパッタ法により形成し第6のフォトマスクP6を用いてリ−ド74およびコンタクト73、75を作製した後、表面を平坦化用有機樹脂77例えば透光性ポリイミド樹脂を塗布形成し、再度の電極穴あけを第7のフォトマスクP7にて行った。さらに、これら全体にITO(インジウム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により形成し第8のフォトマスクP8を用いて画素電極71を形成した。このITOは室温〜150℃で成膜し、200〜400℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就した。   In FIG. 8A, an interlayer insulator 68 is formed as a silicon oxide film by the sputtering method described above. The silicon oxide film may be formed by LPCVD, photo CVD, or atmospheric pressure CVD. For example, the electrode window 79 is formed to a thickness of 0.2 to 0.6 μm, and then the electrode window 79 is formed using the fifth photomask P5. Thereafter, aluminum is formed to a thickness of 0.3 .mu.m on the entire surface by sputtering to produce leads 74 and contacts 73 and 75 using a sixth photomask P6, and then the surface is planarized with an organic resin. 77 For example, a translucent polyimide resin was applied and formed, and electrode drilling was performed again with the seventh photomask P7. Further, ITO (indium tin oxide) was formed to a thickness of 0.1 μm on all of these by sputtering, and a pixel electrode 71 was formed using an eighth photomask P8. This ITO was formed at room temperature to 150 ° C., and was achieved by oxygen at 200 to 400 ° C. or annealing in the atmosphere.

得られたTFTの電気的な特性はPTFTで移動度は40(cm2/Vs)、Vth は−5.9(V)で、NTFTで移動度は80(cm2/Vs)、Vthは5.0(V)であった。 The TFT obtained has PTFT mobility of 40 (cm 2 / Vs), Vth of −5.9 (V), NTFT mobility of 80 (cm 2 / Vs), and Vth of 5 0.0 (V).

上記の様な方法に従って作製された液晶電気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。   One substrate for a liquid crystal electro-optical device manufactured according to the above method could be obtained.

この液晶表示装置の電極等の配置の様子を図6に示している。Nチャネル型薄膜トランジスタとPチャネル型薄膜トランジスタとを第1の信号線3と第2の信号線4との交差部に設けられている。このようなC/TFTを用いたマトリクス構成を有せしめた。NTFT13は、ドレイン10の入力端のコンタクトを介し第2の信号線4に連結され、ゲイト9は第1の信号線3に連結されている。ソ−ス12の出力端はコンタクトを介して画素の電極17に連結している。   FIG. 6 shows an arrangement of electrodes and the like of this liquid crystal display device. An N-channel thin film transistor and a P-channel thin film transistor are provided at the intersection of the first signal line 3 and the second signal line 4. A matrix configuration using such a C / TFT was provided. The NTFT 13 is connected to the second signal line 4 through a contact at the input end of the drain 10, and the gate 9 is connected to the first signal line 3. The output terminal of the source 12 is connected to the electrode 17 of the pixel through a contact.

他方、PTFT22はドレイン20の入力端がコンタクトを介して第2の信号線4に連結され、ゲイト21は信号線3に、ソ−ス18の出力端はコンタクトを介してNTFTと同様に画素電極17に連結している。かかる構造を左右、上下に繰り返すことにより、640×480、1280×960といった大画素の液晶表示装置とすることができる。本実施例では1920×400とした。この様にして第1の基板を得た。   On the other hand, the PTFT 22 has an input terminal of the drain 20 connected to the second signal line 4 via a contact, a gate 21 connected to the signal line 3, and an output terminal of the source 18 connected to the pixel electrode like the NTFT via a contact. 17 is connected. By repeating this structure left and right and up and down, a liquid crystal display device with large pixels of 640 × 480 and 1280 × 960 can be obtained. In this embodiment, it is 1920 × 400. In this way, a first substrate was obtained.

他方の基板の作製方法を図13に示す。ガラス基板上にポリイミドに黒色顔料を混合したポリイミド樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、第9のフォトマスクP9を用いてブラックストライプ81を作製した。その後、赤色顔料を混合したポリイミド樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、第10のフォトマスクP10を用いて赤色フィルター83を作製した。同様にしてマスクP11、P12を使用し、緑色フィルター85および青色フィルター86を作製した。これらの作製中各フィルターは350℃にて窒素中で60分の焼成を行なった。その後、やはりスピンコート法を用いて、レベリング層89を透明ポリイミドを用いて制作した。   A method for manufacturing the other substrate is shown in FIGS. A polyimide resin in which a black pigment is mixed with polyimide was formed on a glass substrate to a thickness of 1 μm by using a spin coating method, and a black stripe 81 was formed using a ninth photomask P9. Thereafter, a polyimide resin mixed with a red pigment was formed into a thickness of 1 μm by using a spin coating method, and a red filter 83 was manufactured using a tenth photomask P10. Similarly, the green filter 85 and the blue filter 86 were produced using the masks P11 and P12. During the production, each filter was baked in nitrogen at 350 ° C. for 60 minutes. Then, the leveling layer 89 was produced using transparent polyimide, also using the spin coat method.

その後、これら全体にITO(インジューム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により形成し第5のフォトマスク91を用いて共通電極90を形成した。このITOは室温〜150℃で成膜し、200〜300℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就し、第2の基板を得た。   Thereafter, ITO (indium tin oxide) was formed to a thickness of 0.1 μm on all of these by sputtering, and a common electrode 90 was formed using a fifth photomask 91. This ITO was formed into a film at room temperature to 150 ° C., and was achieved by oxygen at 200 to 300 ° C. or annealing in the atmosphere to obtain a second substrate.

前記基板上に、オフセット法を用いて、ポリイミド前駆体を印刷し、非酸化性雰囲気たとえば窒素中にて350℃1時間焼成を行った。その後、公知のラビング法を用いて、ポリイミド表面を改質し、少なくとも初期において、液晶分子を一定方向に配向させる手段を設けた。   A polyimide precursor was printed on the substrate using an offset method, and baked at 350 ° C. for 1 hour in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen. Thereafter, a known rubbing method was used to modify the polyimide surface, and at least initially, means for aligning liquid crystal molecules in a certain direction was provided.

その後、前記第一の基板と第二の基板によって、ネマチック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ性接着剤にて固定した。基板上のリードにTAB形状の駆動ICと共通信号、電位配線を有するPCBを接続し、外側に偏光板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を得た。   Thereafter, the nematic liquid crystal composition was sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the periphery was fixed with an epoxy adhesive. A TAB-shaped drive IC and a PCB having a common signal and potential wiring were connected to leads on the substrate, and a polarizing plate was attached to the outside to obtain a transmissive liquid crystal electro-optical device.

図9および図10に本実施例による電気光学装置の概略構造図を示す。前記の工程にて得た液晶パネル220を冷陰極管を3本配置した後部照明装置221と組み合わせて設置を行った。その後、テレビ電波を受信するチューナー223を接続し、電気光学装置として完成させた。従来のCRT方式の電気光学装置と比べて、平面形状の装置となったために、壁等に設置することも出来る様になった。   9 and 10 are schematic structural views of the electro-optical device according to this embodiment. The liquid crystal panel 220 obtained in the above process was installed in combination with the rear illumination device 221 in which three cold cathode tubes were arranged. Thereafter, a tuner 223 for receiving TV radio waves was connected to complete the electro-optical device. Compared to the conventional CRT type electro-optical device, the device has a planar shape and can be installed on a wall or the like.

次に本発明を完結させるための、液晶電気光学装置の周辺回路の説明を図11を用いて加える。   Next, a peripheral circuit of the liquid crystal electro-optical device for completing the present invention will be described with reference to FIG.

液晶電気光学装置のマトリクス回路に接続された情報信号側配線350、351に駆動回路352を接続した構成を取っている。駆動回路352は駆動周波数系で分割すると2つの部分よりなっている。1つは従来の駆動方式と同様のデーターラッチ回路系353、これはデーター356を順に転送するための基本クロックCLK355が主な構成であり、1ビット〜12ビット並列処理がおこなわれている。他の1つは本発明による構成部分で、階調表示に必要な分割の割合に応じたクロック357とフリップフロップ回路358、カウンター360よりなっている。データーラッチ系353より送られた階調表示データーに応じたバイポーラパルス発生タイミングをカウンター360で作っている。さらに、ラッチ回路の出口とデーターライン間361にΔt→sinθ変換のROMテーブルを使用すると階調表示データーがさらに細かく制御しやすくなることがわかった。   The drive circuit 352 is connected to the information signal side wires 350 and 351 connected to the matrix circuit of the liquid crystal electro-optical device. The drive circuit 352 has two parts when divided by the drive frequency system. One is a data latch circuit system 353 similar to the conventional driving system, which is mainly composed of a basic clock CLK355 for sequentially transferring data 356, and 1-bit to 12-bit parallel processing is performed. The other one is a component according to the present invention, which comprises a clock 357, a flip-flop circuit 358, and a counter 360 corresponding to the division ratio necessary for gradation display. A counter 360 generates a bipolar pulse generation timing corresponding to the gradation display data sent from the data latch system 353. Further, it has been found that if a ROM table of Δt → sin θ conversion is used between the exit of the latch circuit and the data line 361, the gradation display data can be controlled more finely.

本発明で特徴としているところは、まさにこれらの部分であり、駆動周波数を2種類とることによって、画面書換えのフレーム数を変化させることなく、明快なデジタル階調表示が可能になっていることにある。フレーム数の低下に伴うフリッカーの発生等が回避できるものである。   The features of the present invention are just these portions, and by using two types of drive frequencies, clear digital gradation display is possible without changing the number of frames for screen rewriting. is there. The occurrence of flicker associated with a decrease in the number of frames can be avoided.

かたや走査側の信号線363、362に接続された駆動回路364は、正弦波発振回路365より伝達した正弦波をクロックCLK367のフリップフロップ回路366で制御し、選択信号を加える。   On the other hand, the drive circuit 364 connected to the scanning-side signal lines 363 and 362 controls the sine wave transmitted from the sine wave oscillation circuit 365 by the flip-flop circuit 366 of the clock CLK 367 and adds a selection signal.

このようにして、走査線側の正弦波を情報線側のバイポーラパルスによって、切り取るタイミングをデジタル的に電圧制御することで、階調表示を可能にしている。   In this way, gradation display is enabled by digitally controlling the timing at which the sine wave on the scanning line side is cut by the bipolar pulse on the information line side.

例えば1920×400ドットの768,000組のTFTを300mm角に作成した液晶電気光学装置に対し通常のアナログ的な階調表示を行った場合、TFTの特性ばらつきが約±10%存在するために、16階調表示が限界であった。しかしながら、本発明によるデジタル階調表示をおこなった場合、TFT素子の特性ばらつきの影響を受けにくいために、64階調表示まで可能になりカラー表示では262,144色の多彩であり微妙な色彩の表示が実現できている。   For example, when a normal analog gradation display is performed on a liquid crystal electro-optical device in which 76,000 sets of 1920 × 400 dots TFTs are formed in a 300 mm square, there is about ± 10% variation in TFT characteristics. 16 gradation display was the limit. However, when digital gradation display according to the present invention is performed, it is difficult to be affected by variations in characteristics of TFT elements, and therefore, it is possible to display up to 64 gradations, and the color display has a variety of 262,144 colors and subtle colors. Display is realized.

本実施例では、対角1インチを有する液晶電気光学装置を用いた、ビデオカメラ用ビューファインダーを作製し、本発明を実施したので説明を加える。   In this embodiment, a viewfinder for a video camera using a liquid crystal electro-optical device having a diagonal size of 1 inch is manufactured and the present invention is carried out.

本実施例では、画素数が387×128の構成にして、低温プロセスによる高移動度TFTを用いた素子を形成し、ビューファインダーを構成した。本実施例で使用する液晶表示装置の基板上のアクティブ素子の配置の様子を図14に示し図14のA−A’断面およびB−B’断面を示す作製プロセスを図15に描く。 図15(A)において、安価な、700℃以下、例えば約600℃の熱処理に耐え得るガラス50上にマグネトロンRF(高周波) スパッタ法を用いてブロッキング層51としての酸化珪素膜を1000〜3000Åの厚さに作製する。プロセス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度15℃、出力400〜800W、圧力0.5Paとした。タ−ゲットに石英または単結晶シリコンを用いた成膜速度は30〜100Å/分であった。   In this embodiment, the viewfinder is configured by forming an element using a high mobility TFT by a low temperature process with a configuration of 387 × 128 pixels. FIG. 14 shows the arrangement of the active elements on the substrate of the liquid crystal display device used in this embodiment, and FIG. 15 shows the manufacturing process showing the A-A ′ and B-B ′ sections in FIG. 14. In FIG. 15A, a silicon oxide film as a blocking layer 51 is formed on a glass 50 that can withstand heat treatment at an inexpensive temperature of 700 ° C. or lower, for example, about 600 ° C., using a magnetron RF (radio frequency) sputtering method. Prepare to thickness. The process conditions were an oxygen 100% atmosphere, a film forming temperature of 15 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 Pa. The film formation rate using quartz or single crystal silicon for the target was 30 to 100 cm / min.

この上にシリコン膜をLPCVD(減圧気相)法、スパッタ法またはプラズマCVD法により形成した。減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも100〜200℃低い450〜550℃、例えば530℃でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) をCVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜300Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であった。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vth)に概略同一に制御するため、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に添加してもよい。 A silicon film was formed thereon by LPCVD (low pressure vapor phase) method, sputtering method or plasma CVD method. In the case of forming by a reduced pressure vapor phase method, disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) is supplied to a CVD apparatus at 450 to 550 ° C., for example, 530 ° C., which is 100 to 200 ° C. lower than the crystallization temperature. A film was formed. The pressure in the reactor was 30 to 300 Pa. The film formation rate was 50 to 250 cm / min. Boron may be added during film formation at a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 using diborane in order to control the threshold voltage (Vth) of PTFT and NTFT to be approximately the same. .

スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲットとして、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであった。 When the sputtering method is used, the back pressure before sputtering is set to 1 × 10 −5 Pa or less, the target is single crystal silicon, and the atmosphere is mixed with 20 to 80% hydrogen in argon. For example, 20% argon and 80% hydrogen. The film forming temperature was 150 ° C., the frequency was 13.56 MHz, the sputtering output was 400 to 800 W, and the pressure was 0.5 Pa.

プラズマCVD法により珪素膜を作製する場合、温度は例えば300℃とし、モノシラン(SiH4)またはジシラン(Si2H6) を用いた。これらをPCVD装置内に導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。 When a silicon film is formed by plasma CVD, the temperature is, for example, 300 ° C., and monosilane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) is used. These were introduced into a PCVD apparatus, and a high frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film.

これらの方法によって形成された被膜は、酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。この酸素濃度が高いと、結晶化させにくく、熱アニ−ル温度を高くまたは熱アニ−ル時間を長くしなければならない。また少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電流が増加してしまう。そのため4×1019〜4×1021cm-3の範囲とした。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022cm-3として比較すると1原子%であった。 The film formed by these methods preferably has oxygen of 5 × 10 21 cm −3 or less. When this oxygen concentration is high, it is difficult to crystallize, and the thermal annealing temperature must be increased or the thermal annealing time must be increased. On the other hand, if the amount is too small, the leak current in the off state increases due to the backlight. Therefore, the range is 4 × 10 19 to 4 × 10 21 cm −3 . Hydrogen was 4 × 10 20 cm −3 , and compared with silicon 4 × 10 22 cm −3 , it was 1 atomic%.

上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を500〜5000Å、例えば1500Åの厚さに作製の後、450〜700℃の温度にて12〜70時間非酸化物雰囲気にて中温の加熱処理、例えば水素雰囲気下にて600℃の温度で保持した。珪素膜の下の基板表面にアモルファス構造の酸化珪素膜が形成されているため、この熱処理で特定の核が存在せず、全体が均一に加熱アニ−ルされる。即ち、成膜時はアモルファス構造を有し、また水素は単に混入しているのみである。   After the amorphous silicon film is formed to a thickness of 500 to 5000 mm, for example, 1500 mm by the above method, it is heated at a temperature of 450 to 700 ° C. for 12 to 70 hours in a non-oxide atmosphere, for example, a hydrogen atmosphere. It was held at a temperature of 600 ° C. below. Since an amorphous silicon oxide film is formed on the surface of the substrate under the silicon film, the specific nucleus does not exist in this heat treatment, and the whole is annealed uniformly. That is, it has an amorphous structure during film formation, and hydrogen is merely mixed.

アニ−ルにより、珪素膜はアモルファス構造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈する。特にシリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の高い領域は特に結晶化をして結晶状態となろうとする。しかしこれらの領域間に存在する珪素により互いの結合がなされるため、珪素同志は互いにひっぱりあう。レ−ザラマン分光により測定すると単結晶の珪素のピ−ク522cm-1より低周波側にシフトしたピ−クが観察される。それの見掛け上の粒径は半値巾から計算すると、50〜500Åとマイクロクリスタルのようになっているが、実際はこの結晶性の高い領域は多数あってクラスタ構造を有し、各クラスタ間は互いに珪素同志で結合(アンカリング) がされたセミアモルファス構造の被膜を形成させることができた。 By annealing, the silicon film shifts from an amorphous structure to a highly ordered state, and a part thereof exhibits a crystalline state. In particular, a region having a relatively high order in a state after the film formation of silicon is particularly crystallized and tends to be in a crystalline state. However, since silicon is present between these regions, the silicon atoms pull each other. When measured by laser Raman spectroscopy, a peak shifted to a lower frequency side than the peak 522 cm −1 of single crystal silicon is observed. The apparent grain size is calculated from the half-value width, which is 50 to 500 mm, like a microcrystal, but in reality, there are many regions with high crystallinity and a cluster structure. A film with a semi-amorphous structure in which silicon is bonded (anchored) can be formed.

結果として、被膜は実質的にグレインバウンダリ(以下GBという)がないといってもよい状態を呈する。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた個所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるGBの明確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度となる。即ちホ−ル移動度(μh)=10〜200cm2 /VSec、電子移動度(μe )=15〜300cm2 /VSecが得られる。 As a result, the coating film exhibits a state that it may be said that there is substantially no grain boundary (hereinafter referred to as GB). Since the carriers can easily move between the clusters through the anchored portions, the carrier mobility is higher than that of polycrystalline silicon in which a so-called GB is clearly present. That is, hole mobility (μh) = 10 to 200 cm 2 / VSec and electron mobility (μe) = 15 to 300 cm 2 / VSec are obtained.

他方、上記の如き中温でのアニ−ルではなく、900〜1200℃の高温アニ−ルにより被膜を多結晶化すると、核からの固相成長により被膜中の不純物の偏析がおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物が多くなり、結晶中の移動度は大きいが、GBでのバリア(障壁)を作ってそこでのキャリアの移動を阻害してしまう。結果として10cm2/Vsec以上の移動度がなかなか得られないのが実情である。即ち、本実施例ではかくの如き理由により、セミアモルファスまたはセミクリスタル構造を有するシリコン半導体を用いている。 On the other hand, when the film is polycrystallized by high-temperature annealing at 900 to 1200 ° C. instead of annealing at the medium temperature as described above, the segregation of impurities in the film occurs due to solid phase growth from the nucleus, resulting in GB. Has a large amount of impurities such as oxygen, carbon, nitrogen, and the mobility in the crystal is large, but it creates a barrier in the GB and inhibits the movement of carriers there. As a result, it is difficult to obtain a mobility of 10 cm 2 / Vsec or more. That is, in this embodiment, a silicon semiconductor having a semi-amorphous or semi-crystal structure is used for the above reasons.

図15(A)において、珪素膜を第1のフォトマスク(1)にてフォトエッチングを施し、NTFT用の領域13(チャネル巾20μm)を図面のA−A’断面側に、PTFT用の領域22をB−B’断面側に作製した。   In FIG. 15A, the silicon film is subjected to photoetching using the first photomask (1), and the NTFT region 13 (channel width 20 μm) is placed on the AA ′ cross section side of the drawing and the PTFT region. 22 was prepared on the BB ′ cross section side.

この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成した。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナトリウムイオンの固定化をさせてもよい。   On this, a silicon oxide film was formed as a gate insulating film to a thickness of 500 to 2000 mm, for example 1000 mm. This was performed under the same conditions as the production of the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix sodium ions.

この後、この上側にリンが1〜5×1021cm-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とその上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2 またはWSi2との多層膜を形成した。これを第2のフォトマスク(2)にてパタ−ニングして図15(B)を得た。NTFT用のゲイト電極9、PTFT用のゲイト電極21を形成した。本実施例にでは、NTFT用チャネル長は10μm、PTFT用チャネル長は7μm、ゲイト電極としてリンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを0.3μmの厚さに形成した。図15(C)において、PTFT用のソ−ス18ドレイン20に対し、ホウ素を1〜5×1015cm-2のド−ズ量でイオン注入法により添加した。次に図15(D)の如く、フォトレジスト61をフォトマスク(3)を用いて形成した。NTFT用のソ−ス10、ドレイン12としてリンを1〜5×1015cm-2のドーズ量でイオン注入法により添加した。 Thereafter, a silicon film in which phosphorus enters a concentration of 1 to 5 × 10 21 cm −3 on the upper side or a multilayer of this silicon film and molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or WSi 2 thereon. A film was formed. This was patterned with the second photomask (2) to obtain FIG. 15 (B). A gate electrode 9 for NTFT and a gate electrode 21 for PTFT were formed. In this example, the channel length for NTFT is 10 μm, the channel length for PTFT is 7 μm, a silicon nitride is formed as a gate electrode with a thickness of 0.2 μm, and molybdenum is formed thereon with a thickness of 0.3 μm. In FIG. 15C, boron is added to the source 18 drain 20 for PTFT by an ion implantation method at a dose of 1 to 5 × 10 15 cm −2 . Next, as shown in FIG. 15D, a photoresist 61 was formed using a photomask (3). Phosphorus was added at a dose of 1 to 5 × 10 15 cm −2 by ion implantation as a source 10 and drain 12 for NTFT.

また、ゲート電極材料としてアルミニウム(Al)を用いた場合、これを第2のフォトマスク(2)にてパタ−ニング後、その表面を陽極酸化することで、セルファライン工法が適用可能なため、ソース・ドレインのコンタクトホールをよりゲートに近い位置に形成することが出来るため、移動度、スレッシュホールド電圧の低減からさらにTFTの特性を上げることができる。   In addition, when aluminum (Al) is used as a gate electrode material, the self-line method can be applied by patterning the surface with a second photomask (2) and then anodizing the surface. Since the source / drain contact holes can be formed closer to the gate, the TFT characteristics can be further improved by reducing the mobility and the threshold voltage.

次に、600℃にて10〜50時間再び加熱アニ−ルを行った。NTFTのソ−ス10、ドレイン12、PTFTのソ−ス18、ドレイン20を不純物を活性化してP+ 、N+ として作製した。またゲイト電極21、9下にはチャネル形成領域19、11がセミアモルファス半導体として形成されている。 Next, heating annealing was performed again at 600 ° C. for 10 to 50 hours. The NTFT source 10 and drain 12 and PTFT source 18 and drain 20 were fabricated as P + and N + by activating impurities. Channel formation regions 19 and 11 are formed as semi-amorphous semiconductors under the gate electrodes 21 and 9.

かくすると、セルフアライン方式でありながらも、700℃以上にすべての工程で温度を加えることがなくC/TFTを作ることができる。そのため、基板材料として、石英等の高価な基板を用いなくてもよく、本発明の大画素の液晶表示装置にきわめて適したプロセスである。   In this way, a C / TFT can be made without applying a temperature in all steps to 700 ° C. or higher even though it is a self-alignment method. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as the substrate material, and this process is extremely suitable for the large-pixel liquid crystal display device of the present invention.

本実施例では熱アニ−ルは図15(A)、(D)で2回行った。しかし図15(A)のアニ−ルは求める特性により省略し、双方を図15(D)のアニ−ルにより兼ね製造時間の短縮を図ってもよい。図15(E)において、層間絶縁物65を前記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行った。この酸化珪素膜の形成はLPCVD法、光CVD法、常圧CVD法を用いてもよい。例えば0.2〜0.6μmの厚さに形成し、その後、フォトマスク(4)を用いて電極用の窓66を形成した。さらに、図15(F)に示す如くこれら全体にアルミニウムをスパッタ法により形成し、リ−ド71、およびコンタクト72をフォトマスク(5)を用いて作製した後、表面を平坦化用有機樹脂69例えば透光性ポリイミド樹脂を塗布形成し、再度の電極穴あけをフォトマスク(6)にて行った。   In this embodiment, the thermal annealing was performed twice in FIGS. 15 (A) and 15 (D). However, the annealing of FIG. 15A may be omitted depending on the required characteristics, and both may be combined with the annealing of FIG. 15D to shorten the manufacturing time. In FIG. 15E, the interlayer insulator 65 is formed as a silicon oxide film by the sputtering method described above. The silicon oxide film may be formed by LPCVD, photo CVD, or atmospheric pressure CVD. For example, it formed in the thickness of 0.2-0.6 micrometer, and the window 66 for electrodes was formed after that using the photomask (4). Further, as shown in FIG. 15F, aluminum is formed on the entire surface by sputtering, and the lead 71 and the contact 72 are formed by using a photomask (5), and then the surface is planarized with an organic resin 69. For example, translucent polyimide resin was applied and formed, and electrode drilling was performed again with a photomask (6).

2つのTFTを相補型構成とし、かつその出力端を液晶装置の一方の画素の電極を透明電極としてそれに連結するため、スパッタ法によりITO(インジュ−ム・スズ酸化膜)を形成した。それをフォトマスク(7)によりエッチングし、電極17を構成させた。このITOは室温〜150℃で成膜し、200〜400℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就した。かくの如くにしてNTFT13とPTFT22と透明導電膜の電極17とを同一ガラス基板50上に作製した。得られたTFTの電気的な特性はPTFTで移動度は20(cm2/Vs)、Vthは−5.9(V)で、NTFTで移動度は40(cm2/Vs)、Vthは5.0(V)であった。 ITO (Indium Tin Oxide Film) was formed by a sputtering method so that the two TFTs had a complementary configuration and the output end was connected to the electrode of one pixel of the liquid crystal device as a transparent electrode. It was etched with a photomask (7) to form an electrode 17. This ITO was formed at room temperature to 150 ° C., and was achieved by oxygen at 200 to 400 ° C. or annealing in the atmosphere. In this manner, NTFT 13, PTFT 22, and transparent conductive film electrode 17 were fabricated on the same glass substrate 50. The TFT obtained has PTFT mobility of 20 (cm 2 / Vs), Vth of −5.9 (V), NTFT mobility of 40 (cm 2 / Vs), and Vth of 5 0.0 (V).

上記の様な方法に従って液晶装置用の一方の基板を作製した。この液晶表示装置の電極等の配置の様子を図14に示している。NTFT13およびPTFT22を第1の信号線3と第2の信号線4との交差部に設けた。このようなC/TFTを用いたマトリクス構成を有せしめた。NTFT13は、ドレイン10の入力端のコンタクトを介し第2の信号線4に連結され、ゲイト9は多層配線形成がなされた信号線3に連結されている。ソ−ス12の出力端はコンタクトを介して画素の電極17に連結している。   One substrate for a liquid crystal device was produced according to the method as described above. FIG. 14 shows the arrangement of electrodes and the like of this liquid crystal display device. NTFT 13 and PTFT 22 are provided at the intersection of first signal line 3 and second signal line 4. A matrix configuration using such a C / TFT was provided. The NTFT 13 is connected to the second signal line 4 through a contact at the input end of the drain 10, and the gate 9 is connected to the signal line 3 in which a multilayer wiring is formed. The output terminal of the source 12 is connected to the electrode 17 of the pixel through a contact.

他方、PTFT22はドレイン20の入力端がコンタクトを介して第2の信号線4に連結され、ゲイト21は信号線3に、ソ−ス18の出力端はコンタクトを介してNTFTと同様に画素電極17に連結している。かかる構造を左右、上下に繰り返すことにより、本実施例は構成されている。   On the other hand, the PTFT 22 has an input terminal of the drain 20 connected to the second signal line 4 via a contact, a gate 21 connected to the signal line 3, and an output terminal of the source 18 connected to the pixel electrode like the NTFT via a contact. 17 is connected. This embodiment is configured by repeating such a structure left and right and up and down.

次に第二の基板として、青板ガラス上にスパッタ法を用いて、酸化珪素膜を2000Å積層した基板上に、やはり スパッタ法によりITO(インジュ−ム・スズ酸化膜)を形成した。このITOは室温〜150℃で成膜し、200〜400℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就した。また、この基板上に〔実施例1〕と同様の手法を用いたカラーフィルターを形成して、第二の基板とした。   Next, as a second substrate, ITO (indium tin oxide film) was also formed by sputtering on a blue plate glass on which a 2000-nm-thick silicon oxide film was laminated by sputtering. This ITO was formed at room temperature to 150 ° C., and was achieved by oxygen at 200 to 400 ° C. or annealing in the atmosphere. Further, a color filter using the same method as in [Example 1] was formed on this substrate to obtain a second substrate.

前記基板上に、オフセット法を用いて、ポリイミド前駆体を印刷し、非酸化性雰囲気たとえば窒素中にて350℃1時間焼成を行った。その後、公知のラビング法を用いて、ポリイミド表面を改質し、少なくとも初期において、液晶分子を一定方向に配向させる手段を設けて第一および第二の基板とした。   A polyimide precursor was printed on the substrate using an offset method, and baked at 350 ° C. for 1 hour in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen. Thereafter, a known rubbing method was used to modify the polyimide surface, and at least in the initial stage, means for aligning liquid crystal molecules in a certain direction was provided to form first and second substrates.

その後、前記第一の基板と第二の基板によって、ネマチック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ性接着剤にて固定した。基板上のリードはそのピッチが46μmと微細なため、COG法を用いて接続をおこなった。本実施例ではICチップ上に設けた金バンプをエポキシ系の銀パラジウム樹脂で接続し、ICチップと基板間を固着と封止を目的としたエポキシ変成アクリル樹脂にて埋めて固定する方法を用いた。その後、外側に偏光板を貼り、透過型の液晶表示装置を得た。   Thereafter, the nematic liquid crystal composition was sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the periphery was fixed with an epoxy adhesive. Since the pitch of the leads on the substrate is as fine as 46 μm, the connection was made using the COG method. In this embodiment, a method is used in which gold bumps provided on an IC chip are connected with an epoxy-based silver palladium resin, and the IC chip and the substrate are filled and fixed with an epoxy-modified acrylic resin for the purpose of fixing and sealing. It was. Thereafter, a polarizing plate was attached to the outside to obtain a transmissive liquid crystal display device.

図16に本実施例で用いた駆動波形を示す。実施例1に用いた正弦波に代わりランプ波形を用いた。ランプ波は構成が簡単なうえ、階調データーからΔtへの変換が容易な点に長所を有する。   FIG. 16 shows the drive waveforms used in this example. A ramp waveform was used instead of the sine wave used in Example 1. The ramp wave has an advantage in that the structure is simple and the conversion from the gradation data to Δt is easy.

図17に本実施例によるビューファインダーの構成図を示す。前記方法にて作製した液晶電気光学装置370と平面発光を有する冷陰極管371を用いた。   FIG. 17 shows a configuration diagram of the viewfinder according to the present embodiment. A liquid crystal electro-optical device 370 manufactured by the above method and a cold cathode tube 371 having planar light emission were used.

例えば384×128ドットの49,152組のTFTを50mm角(300mm角基板から36枚の多面取り)に作成した液晶電気光学装置に対し通常のアナログ的な階調表示を行った場合、TFTの特性ばらつきが約±10%存在するために、16階調表示が限界であった。しかしながら、本発明によるデジタル階調表示をおこなった場合、TFT素子の特性ばらつきの影響を受けにくいために、128階調表示まで可能になりカラー表示では2,097,152色の多彩であり微妙な色彩の表示が実現できている。   For example, when normal analog gradation display is performed on a liquid crystal electro-optical device in which 49,152 pairs of TFTs of 384 × 128 dots are formed in a 50 mm square (36 multi-sided from a 300 mm square substrate), Since there is about ± 10% variation in characteristics, 16 gradation display is the limit. However, when digital gradation display according to the present invention is performed, it is difficult to be affected by variations in characteristics of TFT elements, and therefore, it is possible to display up to 128 gradations, and in color display, there are a wide variety of 2,097 and 152 colors. Color display is realized.

本実施例では、図18に示す様なプロジェクション型画像表示装置を作製したので説明を加える。   In this embodiment, a projection type image display apparatus as shown in FIG.

本実施例では3枚の液晶電気光学装置201を使用して、プロジェクション型画像表示装置用造映部を組み立てている。その一つ一つは640×480ドットの構成を有し、対角4インチの中に307,200画素を作製した。1画素当りの大きさは127μm角とした。   In this embodiment, the projection unit for the projection type image display device is assembled using three liquid crystal electro-optical devices 201. Each of them has a configuration of 640 × 480 dots, and 307,200 pixels were manufactured in a diagonal of 4 inches. The size per pixel was 127 μm square.

プロジェクション型画像表示装置の構成として、液晶電気光学装置201を光の3原色である赤・緑・青色用に分割して設置しており、赤色フィルター202、緑色フィルター203、青色フィルター204と、反射板205、プリズムミラー206、207と150Wのメタルハライド系光源208とフォーカス用光学系209より構成されている。   As a configuration of the projection type image display device, the liquid crystal electro-optical device 201 is divided and installed for the three primary colors red, green, and blue, and the red filter 202, the green filter 203, the blue filter 204, and the reflection A plate 205, prism mirrors 206 and 207, a 150 W metal halide light source 208, and a focusing optical system 209 are included.

本実施例の電気光学装置に用いた液晶電気光学装置の基板は、〔実施例2〕にて作製したものと同様の工程を用い、C/MOS構成のマトリクス回路を有する基板とした。   The substrate of the liquid crystal electro-optical device used in the electro-optical device of this example was a substrate having a matrix circuit with a C / MOS structure using the same process as that manufactured in [Example 2].

図19に構造の概略を示す。該基板上210に、フマル酸系高分子樹脂とネマチック液晶を65:35の割合で共通溶媒であるキシレンに溶解させた混合物をダイキャスト法を用いて10μmの厚さに形成した。その後窒素雰囲気中120℃で180分で溶媒を取り除いて液晶分散層211を形成した。この場合、大気圧よりも若干減圧にすると、タクトタイムの短縮がはかれることがわかった。   FIG. 19 shows an outline of the structure. A mixture of fumaric acid polymer resin and nematic liquid crystal dissolved in xylene as a common solvent at a ratio of 65:35 was formed on the substrate 210 to a thickness of 10 μm by using a die-cast method. Thereafter, the solvent was removed in a nitrogen atmosphere at 120 ° C. in 180 minutes to form a liquid crystal dispersion layer 211. In this case, it was found that the takt time can be shortened by reducing the pressure slightly below the atmospheric pressure.

その後、スパッタ法によりITO(インジュ−ム・スズ酸化膜)を形成し、対向電極212を得た。このITOは室温〜150℃で成膜した。その後印刷法を用いて、透光性のシリコン樹脂を30μmの厚みで塗布し、100℃で30分焼成し、液晶電気光学装置を得た。   Thereafter, ITO (indium tin oxide film) was formed by sputtering to obtain the counter electrode 212. The ITO was formed at room temperature to 150 ° C. Thereafter, a translucent silicon resin was applied in a thickness of 30 μm using a printing method and baked at 100 ° C. for 30 minutes to obtain a liquid crystal electro-optical device.

本実施例に用いた駆動用ICの機能構成を図20に示す。情報電極側の構成は〔実施例1〕と同様である。走査側配線406、407に接続された駆動回路400は、ランプ波発振回路405より伝達したランプ波をクロックCLK408のフリップフロップ回路403、404で制御し、選択信号を加える。   The functional configuration of the driving IC used in this example is shown in FIG. The configuration on the information electrode side is the same as in [Example 1]. The driving circuit 400 connected to the scanning-side wirings 406 and 407 controls the ramp wave transmitted from the ramp wave oscillation circuit 405 by the flip-flop circuits 403 and 404 of the clock CLK 408 and adds a selection signal.

このようにして、走査線側のランプ波を情報線側のバイポーラパルスによって、切り取るタイミングをデジタル的に電圧制御することで、階調表示を可能にしている。   In this way, gradation display is enabled by digitally controlling the timing at which the scanning line side ramp wave is cut off by the information line side bipolar pulse.

例えば640×480ドットの307,200組のTFTを300mm角に作成した液晶電気光学装置に対し通常のアナログ的な階調表示を行った場合、TFTの特性ばらつきが約±10%存在するために、16階調表示が限界であった。しかしながら、本発明によるデジタル階調表示をおこなった場合、TFT素子の特性ばらつきの影響を受けにくいために、256階調表示まで可能になりカラー表示ではなんと16,777,216色の多彩であり微妙な色彩の表示が実現できている。   For example, when a normal analog gradation display is performed on a liquid crystal electro-optical device in which 307,200 TFTs of 640 × 480 dots are formed in a 300 mm square, there is about ± 10% variation in TFT characteristics. 16 gradation display was the limit. However, when digital gradation display according to the present invention is performed, it is difficult to be affected by variations in characteristics of TFT elements, and therefore, it is possible to display up to 256 gradations, and in color display, there are a wide variety of 16,777,216 colors. Display of various colors.

テレビ映像の様なソフトを映す場合、例えば同一色からなる『岩』でもその微細な窪み等にあたる光の加減から微妙に色合いが異なる。自然の色彩に近い表示を行おうとした場合、16階調では困難を要し、これらの微妙な窪みの表現には向かない。本発明による階調表示によって、これらの微細な色調の変化を付けることが可能になった。   When projecting software such as TV images, for example, even the “rock” of the same color has a slightly different hue due to the light that falls on the minute depressions. When a display close to natural colors is to be displayed, it is difficult to express with 16 gradations, which is not suitable for expressing these subtle depressions. The gradation display according to the present invention makes it possible to add these minute color tone changes.

この液晶電気光学は、図18に示したフロント型のプロジェクションテレビだけでなく、リヤ型のプロジェクションテレビにも使用が出来る。   This liquid crystal electro-optic can be used not only for the front type projection television shown in FIG. 18, but also for the rear type projection television.

本実施例では、図21に示すような反射型の液晶分散型表示装置を用いて、携帯用コンピューター用電気光学装置を作製したので説明を加える。   In this embodiment, a portable computer electro-optical device is manufactured using a reflective liquid crystal display device as shown in FIG.

本実施例に使用した第一の基板は、〔実施例1〕と同一工程で作成した物を用いた。該基板上210に、フマル酸系高分子樹脂と黒色色素を15%混合させたネマチック液晶を65:35の割合で共通溶媒であるキシレンに溶解させた混合物をダイキャスト法を用いて10μmの厚さに形成し、その後窒素雰囲気中120℃で180分溶媒を取り除いて液晶分散層211を形成した。   As the first substrate used in this example, a substrate prepared in the same process as [Example 1] was used. A mixture of nematic liquid crystal mixed with 15% fumaric acid polymer resin and black pigment dissolved in xylene which is a common solvent at a ratio of 65:35 on the substrate 210 with a thickness of 10 μm using a die casting method. Then, the solvent was removed in a nitrogen atmosphere at 120 ° C. for 180 minutes to form a liquid crystal dispersion layer 211.

ここで、黒色色素を用いたため、分散型液晶表示では困難であった平面ディスプレイも、光の散乱時(無電界時)に黒色がでて、透過時(電界印加時)に白色を表示出来、紙上に書いた文字のような表示が可能になっている。   Here, since a black pigment was used, a flat display, which was difficult with a dispersive liquid crystal display, was black when light was scattered (when no electric field was applied) and white when transmitted (when an electric field was applied). It is possible to display characters written on paper.

またこの逆の構造として、黒色色素を混入せず、散乱時に白色を表現し、透過時に黒色を表現することも可能である。ただしこの際には、以下に示す裏面側を黒色にする必要がある。これもまた紙上に書いた文字のような表示が可能になっている。   Further, as a reverse structure, it is also possible to express white at the time of scattering and black at the time of transmission without mixing black pigment. However, in this case, it is necessary to make the back side shown below black. This can also be displayed like letters written on paper.

その後、スパッタ法によりITO(インジュ−ム・スズ酸化膜)を形成し、対向電極212を得た。このITOは室温〜150℃で成膜した。その後印刷法を用いて、白色のシリコン樹脂を55μmの厚みで塗布し、100℃で90分焼成し、液晶電気光学装置を得た。   Thereafter, ITO (indium tin oxide film) was formed by sputtering to obtain the counter electrode 212. The ITO was formed at room temperature to 150 ° C. Thereafter, using a printing method, a white silicone resin was applied to a thickness of 55 μm and baked at 100 ° C. for 90 minutes to obtain a liquid crystal electro-optical device.

本発明による駆動波形を示す。2 shows a driving waveform according to the present invention. ネマチック液晶の電気光学特性を示す。The electro-optical characteristics of nematic liquid crystal are shown. ポリシリコンとアモルファスシリコンによるTFTの電流電圧特性を示す。The current-voltage characteristics of a TFT made of polysilicon and amorphous silicon are shown. 本発明によるマトリクス構成を示す。2 shows a matrix configuration according to the present invention. 実施例によるマトリクス回路を示す。(実施例1)1 shows a matrix circuit according to an embodiment. Example 1 実施例による素子の平面構造を示す。The plane structure of the element by an Example is shown. 実施例によるTFTのプロセスを示す。The process of TFT by an Example is shown. 実施例によるTFTのプロセスを示す。The process of TFT by an Example is shown. 実施例による液晶表示装置(テレビ)の構造を示す。The structure of the liquid crystal display device (television) by an Example is shown. 実施例による液晶表示装置(テレビ)の構成を示す。The structure of the liquid crystal display device (television) by an Example is shown. 実施例による駆動回路のシステム構成を示す。1 shows a system configuration of a drive circuit according to an embodiment. 従来例によるフレーム階調表示を示す。The frame gradation display by a prior art example is shown. 実施例によるカラーフィルターの工程を示す。The process of the color filter by an Example is shown. 実施例による素子の平面構造を示す。(実施例2)The plane structure of the element by an Example is shown. (Example 2) 実施例によるTFTのプロセスを示す。The process of TFT by an Example is shown. 本発明による他の駆動波形を示す。4 shows another driving waveform according to the present invention. 実施例によるビューファインダーの構造を示す。The structure of the viewfinder by an Example is shown. 実施例によるフロント型プロジェクションテレビの構造を示す。(実施例3)The structure of the front type projection television by an Example is shown. (Example 3) 実施例による液晶電気光学装置を示す。1 shows a liquid crystal electro-optical device according to an embodiment. 実施例による駆動回路のシステム構成を示す。1 shows a system configuration of a drive circuit according to an embodiment. 実施例による携帯型パソコンの構成を示す。(実施例4)The structure of the portable personal computer by an Example is shown. (Example 4)

Claims (8)

電気光学装置と、テレビ電波を受信するチューナーとを備えたテレビであって、
前記電気光学装置は、
ガラス基板と、
前記ガラス基板上の酸化珪素膜と、
前記酸化珪素膜上に形成され、チャネル形成領域、ソース領域及びドレイン領域が形成された活性層と、
前記活性層上のゲイト絶縁膜と、
前記ゲイト絶縁膜上のゲイト電極と、
前記ゲイト電極上の層間絶縁物と、
前記層間絶縁物上に形成され、前記ドレイン領域に接続された第1の電極、及び前記ソース領域に接続された第2の電極と、
前記第1の電極及び前記第2の電極上に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜上に形成され、前記第1の電極に接続された透明導電膜でなる画素電極とを有し、
前記ドレイン電極は、前記層間絶縁物に形成された第1のコンタクトホールを介して前記ドレイン領域に接続され、前記画素電極は、前記平坦化膜に形成された第2のコンタクトホールを介して前記第1の電極に接続され、
前記第2のコンタクトホールは、前記第1のコンタクトホールに重ならないことを特徴とするテレビ。
A television including an electro-optical device and a tuner that receives television radio waves,
The electro-optical device includes:
A glass substrate;
A silicon oxide film on the glass substrate;
An active layer formed on the silicon oxide film and having a channel formation region, a source region, and a drain region;
A gate insulating film on the active layer;
A gate electrode on the gate insulating film;
An interlayer insulator on the gate electrode;
A first electrode formed on the interlayer insulator and connected to the drain region; and a second electrode connected to the source region;
A planarization film formed on the first electrode and the second electrode;
A pixel electrode made of a transparent conductive film formed on the planarization film and connected to the first electrode;
The drain electrode is connected to the drain region through a first contact hole formed in the interlayer insulator, and the pixel electrode is connected through the second contact hole formed in the planarization film. Connected to the first electrode;
The television set characterized in that the second contact hole does not overlap the first contact hole.
電気光学装置と、テレビ電波を受信するチューナーとを備えたテレビであって、
前記電気光学装置は、
ガラス基板と、
前記ガラス基板上の酸化珪素膜と、
前記酸化珪素膜上に形成され、チャネル形成領域、ソース領域及びドレイン領域が形成された活性層と、
前記活性層上のゲイト絶縁膜と、
前記ゲイト絶縁膜上のゲイト電極と、
前記ゲイト電極上の層間絶縁物と、
前記層間絶縁物上に形成され、前記ドレイン領域に接続された第1の電極、及び前記ソース領域に接続された第2の電極と、
前記第1の電極及び前記第2の電極上に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜上に形成され、前記第1の電極に接続された透明導電膜でなる画素電極とを有し、
前記ドレイン電極は、前記層間絶縁物に形成された第1のコンタクトホールを介して前記ドレイン領域に接続され、前記画素電極は、前記平坦化膜に形成された第2のコンタクトホールを介して前記第1の電極に接続され、
前記第2のコンタクトホールは、前記第1のコンタクトホールに重ならず、前記平坦化膜の上面から前記第2のコンタクトホールの内面にかけて湾曲した面を有することを特徴とするテレビ。
A television including an electro-optical device and a tuner that receives television radio waves,
The electro-optical device includes:
A glass substrate;
A silicon oxide film on the glass substrate;
An active layer formed on the silicon oxide film and having a channel formation region, a source region, and a drain region;
A gate insulating film on the active layer;
A gate electrode on the gate insulating film;
An interlayer insulator on the gate electrode;
A first electrode formed on the interlayer insulator and connected to the drain region; and a second electrode connected to the source region;
A planarization film formed on the first electrode and the second electrode;
A pixel electrode made of a transparent conductive film formed on the planarization film and connected to the first electrode;
The drain electrode is connected to the drain region through a first contact hole formed in the interlayer insulator, and the pixel electrode is connected through the second contact hole formed in the planarization film. Connected to the first electrode;
The television set, wherein the second contact hole has a curved surface that does not overlap the first contact hole but extends from an upper surface of the planarization film to an inner surface of the second contact hole.
電気光学装置を備えたコンピュータであって、
前記電気光学装置は、
ガラス基板と、
前記ガラス基板上の酸化珪素膜と、
前記酸化珪素膜上に形成され、チャネル形成領域、ソース領域及びドレイン領域が形成された活性層と、
前記活性層上のゲイト絶縁膜と、
前記ゲイト絶縁膜上のゲイト電極と、
前記ゲイト電極上の層間絶縁物と、
前記層間絶縁物上に形成され、前記ドレイン領域に接続された第1の電極、及び前記ソース領域に接続された第2の電極と、
前記第1の電極及び前記第2の電極上に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜上に形成され、前記第1の電極に接続された透明導電膜でなる画素電極とを有し、
前記ドレイン電極は、前記層間絶縁物に形成された第1のコンタクトホールを介して前記ドレイン領域に接続され、前記画素電極は、前記平坦化膜に形成された第2のコンタクトホールを介して前記第1の電極に接続され、
前記第2のコンタクトホールは、前記第1のコンタクトホールに重ならないことを特徴とするコンピュータ。
A computer equipped with an electro-optical device,
The electro-optical device includes:
A glass substrate;
A silicon oxide film on the glass substrate;
An active layer formed on the silicon oxide film and having a channel formation region, a source region, and a drain region;
A gate insulating film on the active layer;
A gate electrode on the gate insulating film;
An interlayer insulator on the gate electrode;
A first electrode formed on the interlayer insulator and connected to the drain region; and a second electrode connected to the source region;
A planarization film formed on the first electrode and the second electrode;
A pixel electrode made of a transparent conductive film formed on the planarization film and connected to the first electrode;
The drain electrode is connected to the drain region through a first contact hole formed in the interlayer insulator, and the pixel electrode is connected through the second contact hole formed in the planarization film. Connected to the first electrode;
The computer according to claim 1, wherein the second contact hole does not overlap the first contact hole.
電気光学装置を備えたコンピュータであって、
前記電気光学装置は、
ガラス基板と、
前記ガラス基板上の酸化珪素膜と、
前記酸化珪素膜上に形成され、チャネル形成領域、ソース領域及びドレイン領域が形成された活性層と、
前記活性層上のゲイト絶縁膜と、
前記ゲイト絶縁膜上のゲイト電極と、
前記ゲイト電極上の層間絶縁物と、
前記層間絶縁物上に形成され、前記ドレイン領域に接続された第1の電極、及び前記ソース領域に接続された第2の電極と、
前記第1の電極及び前記第2の電極上に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜上に形成され、前記第1の電極に接続された透明導電膜でなる画素電極とを有し、
前記ドレイン電極は、前記層間絶縁物に形成された第1のコンタクトホールを介して前記ドレイン領域に接続され、前記画素電極は、前記平坦化膜に形成された第2のコンタクトホールを介して前記第1の電極に接続され、
前記第2のコンタクトホールは、前記第1のコンタクトホールに重ならず、前記平坦化膜の上面から前記第2のコンタクトホールの内面にかけて湾曲した面を有することを特徴とするコンピュータ。
A computer equipped with an electro-optical device,
The electro-optical device includes:
A glass substrate;
A silicon oxide film on the glass substrate;
An active layer formed on the silicon oxide film and having a channel formation region, a source region, and a drain region;
A gate insulating film on the active layer;
A gate electrode on the gate insulating film;
An interlayer insulator on the gate electrode;
A first electrode formed on the interlayer insulator and connected to the drain region; and a second electrode connected to the source region;
A planarization film formed on the first electrode and the second electrode;
A pixel electrode made of a transparent conductive film formed on the planarization film and connected to the first electrode;
The drain electrode is connected to the drain region through a first contact hole formed in the interlayer insulator, and the pixel electrode is connected through the second contact hole formed in the planarization film. Connected to the first electrode;
The computer according to claim 1, wherein the second contact hole has a curved surface that does not overlap the first contact hole but extends from an upper surface of the planarization film to an inner surface of the second contact hole.
請求項1又は2において、前記層間絶縁物は酸化珪素膜であることを特徴とするテレビ。   3. The television according to claim 1, wherein the interlayer insulator is a silicon oxide film. 請求項1又は2において、前記平坦化膜は有機樹脂膜であることを特徴とするテレビ。   3. The television according to claim 1, wherein the planarizing film is an organic resin film. 請求項又はにおいて、前記層間絶縁物は酸化珪素膜であることを特徴とするコンピュータ。 According to claim 3 or 4, the computer, wherein the interlayer insulator is a silicon oxide film. 請求項又はにおいて、前記平坦化膜は有機樹脂膜であることを特徴とするコンピュータ。 According to claim 3 or 4, the computer, wherein the planarization layer is an organic resin film.
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